Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Мухин, С.Е., Ковтунов, А.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут економіки промисловості НАН України 2008
Schlagworte:	Соціально-економічні проблеми Донбасу
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17916
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса / С.Е. Мухин, А.М. Ковтунов // Економічний вісник Донбасу. — 2008. — № 4(14). — С. 4-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-17916
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-179162013-02-13T02:41:42Z Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса Мухин, С.Е. Ковтунов, А.М. Соціально-економічні проблеми Донбасу 2008 Article Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса / С.Е. Мухин, А.М. Ковтунов // Економічний вісник Донбасу. — 2008. — № 4(14). — С. 4-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1817-3772 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17916 ru Інститут економіки промисловості НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Соціально-економічні проблеми Донбасу Соціально-економічні проблеми Донбасу
spellingShingle	Соціально-економічні проблеми Донбасу Соціально-економічні проблеми Донбасу Мухин, С.Е. Ковтунов, А.М. Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
format	Article
author	Мухин, С.Е. Ковтунов, А.М.
author_facet	Мухин, С.Е. Ковтунов, А.М.
author_sort	Мухин, С.Е.
title	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
title_short	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
title_full	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
title_fullStr	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
title_full_unstemmed	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса
title_sort	стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений донбасса
publisher	Інститут економіки промисловості НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Соціально-економічні проблеми Донбасу
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17916
citation_txt	Стратегические основы создания и внедрения технологических схем безопасной отработки тонких пластов при комплексном освоении углегазовых месторождений Донбасса / С.Е. Мухин, А.М. Ковтунов // Економічний вісник Донбасу. — 2008. — № 4(14). — С. 4-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT muhinse strategičeskieosnovysozdaniâivnedreniâtehnologičeskihshembezopasnojotrabotkitonkihplastovprikompleksnomosvoeniiuglegazovyhmestoroždenijdonbassa AT kovtunovam strategičeskieosnovysozdaniâivnedreniâtehnologičeskihshembezopasnojotrabotkitonkihplastovprikompleksnomosvoeniiuglegazovyhmestoroždenijdonbassa
first_indexed	2025-07-02T19:03:23Z
last_indexed	2025-07-02T19:03:23Z
_version_	1836563041943027712
fulltext	4 Економічний вісник Донбасу Соціально-економічні проблеми Донбасу НАУКОВІ СТАТТІ С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов, Государственное предприятие «Донецкий научно-исследовательский угольный институт» СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ БЕЗОПАСНОЙ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ОСВОЕНИИ УГЛЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ДОНБАССА Введение. Согласно действующему законода- тельству только уголь относится к полезным ископае- мым для начисления рентной платы при выдаче разре- шения на строительство и эксплуатацию шахт. Все остальные полезные ископаемые, извлекаемые из недр при добыче угля (газы, вода, вынимаемые вместе с углем породы и редкоземельные элементы в них), от- носятся чаще всего к разряду нормируемых «вред- ностей», в конечном счете снижающих эффективность добычи угля (затраты на их извлечение, транспорти- ровку, утилизацию, охрану труда, штрафы за превы- шение ПДК). Отношение к этим полезным ископаемым — со- ответствующее разряду «вредностей, с которыми бо- рются»: их либо выбрасывают в атмосферу (газы), загрязняя её, либо сливают в водоёмы с соответству- ющими последствиями, либо складируют на поверх- ности (породные отвалы — терриконы), занимая бес- полезно землю в отводах под них с последующим загрязнением атмосферы газами, образующимися при разложении полезных ископаемых, сваленных в от- валы. Кроме того, в недрах остаётся уголь в «заба- лансовых» по мощности пластах, с сомнительными возможностями его извлечения когда-либо. Налицо экономический парадокс: на ухудшение экологического состояния окружающей среды рас- ходуются огромные трудовые и материальные ресур- сы — не только на извлечение «вредностей», но и на ликвидацию их последствий вместо того, чтобы по- лучать экономическую выгоду от реализации бесцен- ных даров природы. Именно такой узковедомственный стратегичес- кий подход к освоению уникальных месторождений полезных ископаемых был привнесен и в разработку соответствующих ему технологий угледобычи. Тех- нология на отечественных шахтах на протяжении мно- гих десятилетий совершенствовалась в основном в направлении создания мощных универсальных средств угледобычи и проведения подготовительных выработок. Вследствие такого однобокого развития горной технологии «комплексная механизация» фак- тически осуществлялась лишь на словах. Создание сверхмощных механизированных ком- плексов привело к увеличению металлоемкости тех- нологической цепи шахты с соответствующим её удо- рожанием, не обеспечив надёжности работы за счет универсальности, заложенной в технические задания на разработку этих машин. Дело не только в услож- нении выемочной техники в лаве, но и в том, что для обеспечения эффективности её эксплуатации и «борьбы с вредностями» требуется увеличение сечений выра- боток, изменение транспортных и энергомагистралей и входящих в них элементов, вентиляционных систем и т.д., что приводит не только к новому удорожанию, но и к усложнению обслуживания всех составных звеньев технологической цепи, а значит, к снижению вероятности их безотказной работы, разрыву на сты- ках структурных элементов технологической цепи. Необходимость обеспечения окупаемости доро- гостоящих высокометаллоемких комплексов приве- ла к порочной практике добычи угля в больших коли- чествах «любой ценой». Например, в «борьбе с мета- ном» основным методом «борьбы» остается разбав- ление его в шахтной атмосфере до концентрации ме- нее 1%. При этом не принимается во внимание то об- стоятельство, что согласно физическому закону о диф- фузии газов для получения безопасного уровня кон- центрации в какой-то промежуток времени этот уро- вень достигнет пожаро-взрывоопасной концентрации (5—20%), часто безграмотно называемой «слоевым скоплением метана». И если в этом промежутке появ- ляется любой источник инициирования (электричес- 2008’4 5 С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов кий, фрикционное трение, открытое пламя при само- возгорании угля), то взрыв или горение метано-воз- душной смеси обеспечено с возможным последую- щим инициированием особо опасного взрыва уголь- ной пыли. При этом все находящиеся в шахте люди являются своеобразными заложниками «борьбы с метаном». Постановка задачи. Вместе с тем учёные-тех- нологи разработали и осуществили на практике ряд достаточно эффективных технологических решений, позволяющих целенаправленно извлекать и исполь- зовать газ, воду, породу, редкоземельные элементы, тепло недр [1 — 4] Многие из работ отечественных ученых до на- стоящего времени не утратили своей актуальности в решении этой проблемы, доказательством чему явля- ется широкое использование изложенных в них тех- нологических приемов и принципов на многих отече- ственных [5] и зарубежных (Англия, Япония, Герма- ния, США и др.) угольных шахтах, в т.ч. эффективно добывающих и утилизирующих метан попутно с до- бычей угля. На отечественных шахтах такая монотоварная специализация шахт стала одной из основных причин их нерентабельности и аварийности, т.к. даже на тех шахтах, где проектами предусматривается дегазация горного массива, на практике она осуществляется с грубейшими отступлениями (особенно когда «меша- ет» выполнению задания по добыче угля). Примерами служат катастрофы последних лет в угольной про- мышленности. Только переход к комплексному освоению мес- торождений полезных ископаемых должен быть по- ложен в основу законов по охране недр, экологии и безопасности работы шахт. Тогда арендатор горного отвода (с соответствующей рентной платой за арен- ду) будет законодательно обязан добывать все полез- ные ископаемые, перечисленные в кадастровом до- кументе, а в планы предприятий будет включаться до- быча угля и газа. Конечно, законодательному закреплению страте- гии комплексного освоения месторождений полезных ископаемых должна предшествовать разработка тех- нологий их комплексного освоения, и прежде всего на пластах малой мощности. Возникает задача осуществления нового уровня качественных изменений всей системы, т.е. разработ- ки технологии на новом принципе, связанном с необ- ходимостью выполнения как основных функций (до- быча всех полезных ископаемых, в т.ч. угля), так и дополнительных — автоматический выбор оптималь- ных режимов, параметров и др. на основе данных прогноза состояния технологической системы. Очевидно, необходимо кардинальное изменение не только самой конструкции добычного комплекса (современные комплексы не обладают задаваемым функциональным качеством — возможностью соот- ветствовать условиям обеспечения оптимальных зна- чений технологических требований и геомеханичес- ких параметров конкретным условиям), но и всей тех- нологической системы (добыча угля с попутным из- влечением газа и других полезных ископаемых). Результаты исследования. В вопросах совер- шенствования горной технологии тесно переплетены технологические и геомеханические начала. Поэтому эффективность технологических решений прямо за- висит от точности знания состояния массива в любой момент, на любой стадии геомеханического и техно- логического процесса. Такими свойствами обладают технологические системы и машины, построенные на основе блочно- модульного принципа, сущность которого состоит в создании разнообразных сложных систем различно- го функционального назначения из оптимального ко- личества типоразмеров первичных элементов — мо- дулей. В соответствии с этим модуль — самостоятель- ный элемент, выполняющий определенные функции с определенными габаритными и присоединительными размерами. Примером перехода к новым технологиям отра- ботки тонких пластов эволюционным путем может слу- жить технологическая схема, в которой объединены предложения сотрудников Донуги по отработке тонких пластов [6] и Госгорпромнадзора Украины по подго- товке и отработке высокогазоносных пластов [7]. Способ подготовки высокогазоносных плас- тов (рис. 1) заключается в бурении с поверхности скважин, оконтуривающих выемочный участок, ди- аметром 200—220 мм с дальнейшим их разбурива- нием и обсадкой пластмассовыми или металличес- кими трубами диаметром 400—500 мм. Бурение скважин осуществляется специальными электробу- рами. После оконтуривания выемочного участка проводится монтаж комплекса очистного оборудо- вания и начинается работа лавы от границ шахтного поля без изменения схемы проветривания (по вы- работкам №№ 1 и 2 продолжают поступать только свежие струи воздуха, которые омывают очистной забой и выработанное пространство). Эта схема про- ветривания полностью исключает возможность за- газирования как очистного забоя, так и выработок на всем их протяжении. При такой схеме проветри- вания метан, оставшийся после дегазации горного массива, будет выноситься вместе с газом из дега- зационных скважин через скважины Ш500 мм на поверхность. Угольная и породная пыль, образую- 6 Економічний вісник Донбасу щаяся в технологическом процессе, также будет выноситься на поверхность. Скважины не только обеспечивают проветривание подготовительных и очистных забоев, но и выполняют функцию свое- образных «газо-» и «мусопроводов», транспорти- рующих газ и «отходы производства» раздельно с добытым углем, исключая их негативное влияние на общий технологический процесс. Выделение газа от обогащаемой смеси «отходов» производится на поверхности в специальном комплексе обогащения полезных ископаемых — КОПИ (рис.1). В качестве технической базы для подобных тех- нологических схем отработки весьма тонких пластов может быть принят комплекс струговой выемки угля с креплением рабочего пространства лавы гидрофи- цированной комплектной крепью типа КГВ, комплек- туемой из унифицированных элементов-модулей по одному из 192 конструктивно возможных вариантов — оптимальных в конкретных горно-геологических условиях, ранжированных по классификации Дону- ги [8; 9], или бурошнековые комплексы типа БШК-2ДМ, КБВ, «Вектор», представляющие собой также набор постепенно наращиваемых модулей ра- бочего бурильно-транспортирующего органа. Модульный принцип комплектации оборудования для различных горно-геологических условий должен быть положен в основу конструирования оборудова- ния для всех очистных забоев, ибо паспорт выемоч- ного участка, согласно действующим ПБ, разрабаты- вает не конструктор оборудования, а начальник участка с шахтным технологом в соответствии с КД 12.01.01.503-2001, в котором компановка паспортов для конкретных условий согласно классификации Донуги с соответствующими геомеханическими па- раметрами предусмотрена по модульному принципу, положительно зарекомендовавшему себя многолет- ним опытом разработки паспортов (табл.1). Выводы. 1. Безопасная отработка тонких пластов при ком- плексном освоении углегазовых месторождений мо- жет быть обеспечена на основе разработки и законо- дательного закрепления дифференцированной рентной платы за аренду горного отвода на отработку всех полезных ископаемых в его границах (уголь, газ, вода, редкоземельные элементы). 2. Законодательному закреплению стратегии ком- плексного освоения месторождений полезных иско- паемых должна предшествовать разработка техноло- гий их комплексного освоения, и прежде всего на пла- стах малой мощности. 3. Одним из вариантов технологии одновремен- ной добычи угля и метана может служить предлагае- мая схема безопасной отработки выемочных участ- ков на тонких высокогазоносных угольных пластах. Рис. 1. Схема подготовки и отработки высокогазоносных угольных пластов С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов 2008’4 7 Таблица 1 Алгоритм компоновки паспорта выемочного участка на модульном принципе С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов – – – 8 Економічний вісник Донбасу Литература 1. Печук И. М. Дегазация спутников пластов / И. М. Печук. — Углетехиздат, 1958. — 209 с. 2. Алидзаев Е. Д. Монтаж и эксплуатация дегазаци- онных установок / Е. Д. Алидзаев. — М. : Углетехиз- дат, 1957. — 192 с. 3. Кузяра С. В. Извлечение шах- тного метана и защита окружающей среды (обзор) / С. В. Кузяра, И. Д. Дроздник и др. // Уголь Украины. — 2005. — № 6. — С.13. 4. Трубецкой К. Н. К воп- росу о развитии промышленной добычи метана уголь- ных месторождений и ее рентабельности / К. Н. Тру- бецкой, В. В. Гурьянов // Уголь. — 2007. — № 1. — С. 55. 5. Беженцев В. И. Новые технологии добычи и переработки энергоносителей / В. И. Беженцев, Д. А. Беженцев // Уголь Украины. — 2004. — № 3. — С. 5—7. 6. Дубов Е. Д. Концептуальные основы стратегии развития технологии угледобычи в Украине / Е. Д. Дубов, Е. П. Мухин, В. Г. Курносов // Уголь Украины. — 2005. — № 12. — С. 3—6. 7. Любар- ский Б. С. Способ подготовки выемочных участков по предварительно пробуренным с поверхности скважинам / Б. С. Любарский, В. А. Люев, С. Г. Люев, С. Г. Лунев и др. // Уголь Украины. — 2004. — №3. — С. 8. 8. Му- хин С. Е. Принципы компоновки оборудования для очи- стных забоев тонких пластов / С. Е. Мухин // Уголь Ук- раины. — 2007. — № 8. — С. 21—23. 9. Мухин С. Е. Оптимальные варианты компоновки комплектов меха- низированной крепи для отработки тонких пластов / С. Е. Мухин // Работы Донуги : сб. науч. тр. — Вып. 105. — Донецк : Донуги, 2007. — С. 31. С. Е. Мухин, А. М. Ковтунов

Institution

Ähnliche Einträge